HI！我是小小，我們又見面了，今天是國慶假期的最後一天，在這最後一天，舉國同慶的時刻。。。。我們一塊來學習IO，這一次，學習 NIO，BIO，AIO等各種IO
Linux 基礎知識回顧
使用者空間和核心空間
現在的作業系統都采用虛拟尋址，處理器先産生一個虛拟位址，然後通過位址翻譯成為實體位址，再通過總線的傳遞，最後處理器拿到某個實體位址傳回的位元組。對于32位作業系統來說，它的尋址空間，為4G，作業系統的核心是核心，獨立于普通的應用程式，可以通路受保護的記憶體空間，也有通路底層硬體裝置的所有權限，為了保證使用者程序不能直接操作核心，保證核心安全，作業系統把虛拟空間劃分為兩個部分，一部分為核心空間，一部分為使用者空間。對于Linux系統來說，把高直接，1G，給核心使用，稱之為核心空間。把低的3G位元組，送給程序使用，稱之為使用者空間。
直接IO和緩存IO
檔案系統IO分為直接IO和緩存IO。
緩存IO
讀操作
作業系統會檢查核心的緩沖區有沒有需要的資料，如果已經有緩存了，那麼就直接從緩存中傳回，否則會從磁盤中讀取，然後緩存在作業系統的緩存中。
寫操作
把資料從使用者空間複制到核心空間的緩存中，并提示使用者寫操作完成，什麼時候寫入磁盤，由作業系統随機決定。除非強制調用sync指令。舉個栗子，對于write指令來說，資料會先被拷貝進入緩沖區，在拷貝到緩沖區以後才會寫入到裝置中。
直接IO
直接IO相對于緩存IO少了拷貝到應用程序緩沖區這一步
阻塞和同步
這一小節介紹什麼是阻塞，什麼是同步
阻塞和非阻塞
阻塞：往往需要等待緩沖區中的資料準備好過後才處理其他事情，否則一直等待在哪。非阻塞: 當我們的程序通路我們的資料緩沖區的時候，如果資料沒有準備好則直接傳回，當資料讀取完畢以後，會直接觸發，提前監聽好的事件的回調函數。若準備好，也會直接傳回。
同步異步
同步：應用程式要直接參與IO的讀寫操作。異步：所有的IO讀寫交給系統處理，應用程式秩序要等待通知即可，當讀的時候，會調用之前設定好的應用程式的回調函數，當寫的時候，會調用之前設定好的應用程式的回調函數。
常見的IO模型
常見的IO模型有，阻塞IO，非阻塞IO，I/O複用，信号驅動I/O，異步I/O 比較如下圖
以讀取資料為例子 BIO：如果資料源沒有資料會進入阻塞狀态，直到擷取到資料 NIO，如果資料源沒有資料，會直接傳回0，不阻塞。AIO：全稱異步+非阻塞 詳細的見下一節
BIO，NIO，AIO
BIO
同步阻塞IO，伺服器實作模式為一個連接配接一個線程，用戶端有連接配接請求時伺服器就需要啟動一個線程進行處理，後期可以通過線程池的方式提高性能。适用于連接配接數目比較小，固定的架構。
NIO
用戶端發送的連結請求都會注冊到多路複用器上，多路複用器會輪詢到連接配接有IO請求時才啟動一個線程進行處理。NIO方式适用于連接配接數目多，且連接配接比較短的架構，例如聊天伺服器。
IO多路複用模型
IO多路複用，IO就是指我們網絡IO，多路指多個TCP連接配接，複用指複用一個或少量線程，串起來了解就是多個網絡IO複用一個或少量的線程處理這些連接配接。
核心：能處理更多的連結
常用的複用模型，select poll，epoll
select
select 函數監視的檔案描述符分3類，分别是writefds、readfds、和exceptfds。調用後select函數會阻塞，直到有描述符就緒（有資料 可讀、可寫、或者有except），或者逾時（timeout指定等待時間，如果立即傳回設為null即可），函數傳回。當select函數傳回後，可以通過周遊fdset，來找到就緒的描述符。
poll
poll本質上和select沒有差別，它将使用者傳入的數組拷貝到核心空間，然後查詢每個fd對應的裝置狀态，如果裝置就緒則在裝置等待隊列中加入一項并繼續周遊，如果周遊完所有fd後沒有發現就緒裝置，則挂起目前程序，直到裝置就緒或者主動逾時，被喚醒後它又要再次周遊fd。這個過程經曆了多次無謂的周遊。
epoll
epoll支援水準觸發和邊緣觸發，最大的特點在于邊緣觸發，它隻告訴程序哪些fd剛剛變為就緒态，并且隻會通知一次。還有一個特點是，epoll使用“事件”的就緒通知方式，通過epoll_ctl注冊fd，一旦該fd就緒，核心就會采用類似callback的回調機制來激活該fd，epoll_wait便可以收到通知。
比較
應用和架構
Jetty、Mina、Netty、Dubbo、ZooKeeper 之間的通信，都是基于NIO方式實作。常用的架構有Netty
AIO
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